斜井自动安全门设计与安装

韦根远

（广西地矿资源勘查开发有限责任公司，广西 南宁 530023）

广西贵港市六梅矿区井下开拓系统为斜井开拓，矿区内有两条矿脉，因原地质资料不全面，原见矿钻孔控制深度至+90m，井口标高为+240m，现已开采至+10m中段，共有5个中段，9条斜井，斜井多，作业人员多。矿山斜井井口设有脚踏式阻车器，挂钩工推矿至井口时需用脚踩阻车器才能让矿车通过，偶有挂钩工忘记挂钢丝绳把车推过阻车器，矿车在无钢丝绳牵引的状态下在斜井中行驶，造成矿车、铁轨、管线损坏的安全事故。为了提供一个安全和谐的工作环境，保证安全生产，在每个斜井井颈处安装一个自动安全门，通过电路控制安全门的起降，防止因人员疏忽麻痹引起的“跑车”事故发生，对减少财产损失和避免人员伤亡有重大的意义。

1 斜井参数及地质条件

斜井提升采用单钩串车组提升方式，每次提升2辆矿车，矿车型号：KFU0.6-6，尺寸（长×宽×高）： 1600mm×850mm×1198mm，最大载重量1.4t，斜井断面尺寸根据运输设备类型、人行道宽度、各种安全间隙要求及管路合理布置，设计宽×高：2.4m×2.2m，斜井坡度为-26°，轨距 600mm。斜井多布置在矿脉下盘，围岩为寒武系黄洞口组中、上段的细砂岩、粉砂岩、泥质粉砂岩、泥岩等，围岩蚀变较明显，主要有：硅化、绢云母化、绿泥石化、方解石化等，其岩石硬度系数 f＝7～8【1】，无需支护。

2 自动安全门材料

每套自动安全门的主要材料为 YBLX-K1/111行程开关 6个；CJT1-40交流接触器2个；CD型电动葫芦1台；断路器1个；14＃槽钢 8m、10＃槽钢 2.4m; Ø65mm 圆钢 4.8m、Ø40mm 圆钢3.2m、Ø68mm圆管1m。

3 自动安全门的工作原理

自动安全门的起降工作的原理：矿车在斜井行驶过程中，矿车车身碰到安装在斜井壁上的行程开关，通过行程开关控制电葫芦电机的正转和反转来完成安全门的起降。斜井壁上安装四个行程开关，在安全门前方安装 2个行程开关（1XWK和4XWK），分别控制电葫芦中的电机正转和反转，在安全门后方安装2个行程开关(2XWK和3XWK)，分别控制电葫芦中的电机反转和正转（具体位置如图一）。电葫芦中的电机正转和反转的自动停止通过安全门升起和下降过程中碰到斜井顶的行程开关（5XWK和6XWK）来完成。在斜井顶部安装2个行程开关（具体位置如图1），行程开关5XWK用于控制停止电葫芦电机的正转，行程开关6XWK用于控制停止电葫芦电机的反转。整个过程还通过红、绿指示灯来准确判断安全门的工作状态，指示灯安装在绞车房，便于绞车工观察安全门工作状态，红灯表示安全门正在起降工作状态或关闭状态，不能通车。绿灯表示安全门在开通状态，可以通车。

图1 安全门示意图

当矿车从井口向井底行驶，矿车车身首先碰到行程开关1xwk，红灯亮，电葫芦电机正转，安全门开启，矿车继续向下行驶车身碰到行程开关4xwk, 行程开关4xwk用于控制电葫芦电机反转，因为电路设置为电气联锁【2】，电机不反转，安全门继续提升，当安全门提升到顶部碰到行程开关 5xwk，行程开关5xwk用于控制电葫芦电机停止工作，此时电机正转停止，绿灯亮，表示安全门完全开启可安全通过。当矿车通过安全门后，碰到行程开关2xwk，行程开关2xwk用于控制电葫芦电机反转，红灯亮，安全门下降，矿车继续向下行驶车身碰到行程开关3xwk，行程开关3xwk用于控制电葫芦电机正转，因为电路设置为电气联锁，电机不正转，安全门继续下降，当安全门下降到底碰到行程开关6xwk，行程开关6xwk用于控制电葫芦电机停止工作，此时电机反转停止，表示安全门完全关闭。当矿车从井底向井口上行时，安全门工作方式与矿车下行时相反。整个安全门的工作状态依靠行程开关的常闭、常开和电气联锁的连接来完成。电路的连接如图2。

图2 安全门电路图

4 自动安全门的安装

首先用7655钻机在斜井壁凿孔，孔径42mm，共4个孔，其中两个孔用于架设电葫芦，两个孔用于架设安全门固定部位，孔深50cm，用Ø 40mm圆钢插入孔内固定，外部余出30cm。安全门的固定部位用Ø 68mm圆管与其焊接为一体，并套入Ø 65mm圆钢，Ø 65mm圆钢与Ø 40mm圆钢焊接固定。安全门的门身用14＃槽钢焊接而成，门身内宽750mm大于轨距（600mm）。在斜井顶部安装电葫芦，用10＃槽钢做电葫芦的底座，底座水平安装，底座固定在Ø 65mm圆钢上，电葫芦安装的位置在安全门底部横栏上端垂直部位的斜井顶部，力矩大，受力小。指示灯尽量安装在绞车房，便于绞车工观察安全门工作状态。

行程开关安装位置，以地表井口安全门为例进行说明。地表使用的是JT800/630提升绞车，绳速为1.35m/s。矿车高度1.2m,根据电葫芦有关参数（见表1）计算控制电机正转的行程开关安装位置。

表1 电动葫芦有关参数

L:控制电机正转的行程开关距安全门位置（m）

V1:电葫芦起升速度（m/min）

V2:绞车绳速（m/s）

控制电葫芦电机正转的行程开关安装在距安全门前方和后方12.15m的位置，当矿车未插插销“跑车”时，首先碰到控制正转（控制安全门升起）的行程开关，因没有钢丝绳的牵引，又属于下坡状态，由于自身重力产生正加速度，矿车速度大于绳速，当其行驶至安全门时，其行驶时间少于有钢丝绳牵引时到达安全门时的时间，安全门还未完全打开，矿车未能通过安全门，安全门把矿车卡住。

控制电葫芦的电机反转（控制安全门关闭）的行程开关安装位置必须大于矿车完全通过安全门的距离，在六梅矿区井口采用的是提升两部矿车的绞车，矿车长1.6m，两部矿车及连环套总长 3.7m，故控制电机反转的行程开关安装位置距安全门至少3.7m以上。

5 结语

（1）此安全门主要用于防止挂钩工工作疏忽未放插销而把矿车推下斜井造成的“跑车”事故，对于钢丝绳在提升过程中绷断造成的“跑车”事故，通过定期检查钢丝绳，维护保养提升钢丝绳来避免。

（2）根据红、绿指示灯观察安全门的工作状态，便于绞车工按指示灯操作，有效避免“跑车”事故，减少矿区财产损失。

（3）利用行程开关和电气联锁，有效控制安全门的升降，安全门材料易于采购、安装、维护、操作方便。

[1]广西贵港市福六岭（六梅）金矿区开发初步可行性研究报告[R].广西地矿资源勘查开发有限责任公司,1997.5.

[2]李燕生,杨桂森,陈家修.实用电工问答[M].北京:金盾出版社,1993.4.